JPH0435544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は高強度で直線性があり、かつ放電加
工速度をも向上せしめたワイヤカツト放電加工用
電極線に係り、詳しくのべると、Zn10〜40重量
％とTiまたはT′およびBeを0.05〜３重量％含有
し、残部が本質的にCuよりなるワイヤカツト放
電加工用電極線に関するものである。 ワイヤカツト放電加工法は、被加工体と線状の
加工電極（以下これを単に電極線と略称する）と
の間に放電を行なわせ、該電極線と被加工体とを
相対的に移動させて被加工体を所望の形状に切断
加工するものであり、従来から実施されている方
法である。 このワイヤカツト放電加工法において、線状の
電極線としては、通常直径が0.05〜0.25mmφの長
尺の線を準備し、放電加工部分に順次新しい線を
供給して使用している。 そして該放電加工法においては、使用する電極
線の良否が加工速度や加工精度、被加工面の表面
性状などに直接大きな影響をおよぼすため、これ
にふさわしい好適な材料の使用が強く要望されて
いる。 一般にこの電極線に要求される事項としては、 (1) 加工速度：ワイヤカツト放電加工法は、一般
に必ずしも加工速度が速くないので、少しでも
加工速度を大きくすることができること。 (2) 被加工物の寸法精度と表面性状：寸法精度よ
く、また表面の肌荒れなどを生じさせることな
く加工できること。 (3) 作業性：切断作業中、電極線が断線したりす
ると、著しく作業性を損なうのでこの作業中の
断線の発生が少ないこと。また自動結線が行な
いやすいこと。 (4) 価格：電極線は前述のように消耗品であるか
ら安価であること。 などが挙げられている。 電極線に要望される上記の事項についてさらに
説明すると、加工速度は電極線と被加工体との間
に放電を十分に安定して発生させれば、速めるこ
とはできるが、従来加工速度を速めることのでき
る電極線は、しばしば被加工物表面の肌荒れを発
生させるようなことがしばしばであつた。 また被加工物の寸法精度を得るためには、電極
線の径の寸法精度と十分に張力をかけ、電極線が
ピーンと張られた状態で使用される必要があり、
この張力下で断線しにくいことが要求される。 次に肌荒れなどの表面性状に関しては、均一か
つ安定した放電の発生が必要であり、従来加工速
度と寸法精度、加工表面状態の両方を満足させる
ことが困難であつたため、特にこれらの点を両立
させる電極線の出現が望まれている。 また切断作業中の断線は、電極線と被加工物間
の短絡や不均一な放電や負荷される張力によるも
のであるので、このような点からも電極線自身の
寸法精度と安定した放電性、大きい引張り強さが
要求されるのである。 また、近年自動結線装置を具備した機械が多く
使用されるようになつてきたが、自動結線の作業
の効率を高めるには、高強度を有しながら直線性
にすぐれていることが重要である。 さらに価格的に高価格とならないよう合金原材
料が安価なことや、放電加工用電極線として0.05
〜0.25mmφの程度までの細線への伸線加工性の良
好なことなども必要である。 従来、ワイヤカツト放電加工用の電極線として
は、銅線、黄銅線（Cu−30％Zn）、タングステン
線などが使用されてきたが、これらは次のような
点で上記した要求を必ずしも満たしていなかつ
た。 即ち、銅線では強度があまり高くなく、断線し
やすいのと加工速度の点で一般に黄銅線より劣る
などの欠点を有している。 また黄銅線は加工速度においては銅線より改善
されるものの未だ十分でなく、また被加工物の寸
法精度と表面状態においても必ずしも良好とは云
えず、さらに伸線加工性については銅線より劣
り、このほか作業性の点でも必ずしも十分とは云
えないなどの欠点を有しているのである。 さらにタングステン線は、伸線加工が困難であ
り、また材料が効果でありながら放電加工性にも
あまりすぐれたところがないという欠点がある。 また従来のCu−Zn系合金よりなる電極線を改
善する目的でAlやMgを添加することなども提案
されてきたが、 (1) 肉厚の被加工物に対しても高精度加工ができ
るよう一層の高強度化とすること、 (2) 結線の自動化のため一層の直線性を有するこ
と、 (3) 放電加工速度を一層向上させること、 などの改善のためには未だ不十分である。 このほか複合構造の線材も提案されているが、
高強度と加工速度の両方を満足させることが難し
かつたり、加工が困難であるなどの問題点を有し
ていた。 この発明はかかる問題点に鑑みて種々検討した
結果、上記した諸点を満足せしめうる電極線を得
るに至つたものである。 即ち、この発明はZn10〜40重量％とTiまたは
T′およびBeを0.05〜３重量％含有し、残部が本
質的にCuよりなるワイヤ放電加工用電極線であ
る。 Znは従来からCu−35重量％ZnなどとしてCu
（タフピツチ鋼）に比べて高強度でかつ放電加工
速度を速めるのに効果があり、また合金線の強度
上昇にも寄与するものである。 この発明において上記のようなZnの使用量を
10〜40重量％とするのは、10重量％未満では放電
加工速度の改善効果が十分でなく、また40重量％
以上では冷間加工性を害し、該加工物の表面状態
に肌荒れを生じやすいためである。 次にこの発明において0.05〜３重量％使用する
TiまたはT′およびBeの効果について説明すると、 まず、 (1) 強度の一層の改善がなされること。 TiまたはＴおよびBeを用いることにより、
強度がさらに増大しこのためますます細線化さ
れたりした場合（ワイヤが細い方が精度を良好
にできる）でも強い張力を付与して加工でき
る。従つて肉厚の被加工物を加工してもワイヤ
のたるみを生じさせないようにすることがで
き、精度が向上する。 (2) 強度を維持して直線性をも改善できること。 近年ワイヤカツト放電加工機の機構にも種々
改善がなされ、自動結線が可能な装置が増加し
てきた。この場合使用するワイヤがリールから
引出された時、直線形状であることが望まれ
る。 このため適当な熱処理を行うことにより若干
の強度の低下を犠牲にして直線性を得やすいよ
うにする方法を考えると、この発明の電極線に
おける合金材料は、TiまたはＴおよびBeを含
有させることにより、このような熱処理によつ
ても高強度が得られ、かつ直線性が得られやす
いのである。 (3) 放電加工速度の改善ができること。 ワイヤカツト放電加工では加工速度の向上に
も大きな期待が持たれている。 この発明で用いる合金材料はZnとTiまたは
T′およびBeの併用と相俟つて放電特性を安定
化し、加工速度を一段と促進させることができ
るのである。 なおこの発明の電極線を製造するに使用する
合金材料においては、該材料中に不純物として
のAg，Sn，Al，Mg，Ni，Si，Feなどの元素
や脱酸剤として働らく元素などが不可避的に混
入する量程度ならば含まれていても差支えな
く、またこれらの元素が５重量％以内の範囲で
あれば却つて強度上昇などの改善に効果を発揮
して好ましい場合もあり得る。 以上詳述したようにこの発明のワイヤカツト放
電加工用電線は、その材料中にTiまたはT′およ
びBeをZnとともに含有させたことによつて、強
度が改善され、かつ直線性も向上でき放電加工時
の加工速度もさらに改善することができて、種々
の被加工物を加工するための電極線として非常に
有用である。 次にこの発明を実施例により詳細に説明する。 実施例 Cuをアルゴンガス雰囲気中にて高周波溶解し、
これにZnを電気亜鉛単体の形で投入添加しした
のち、TiまたはT′およびBeを夫々Cu−15％Ti母
合金、あるいはCu−20％Be母合金の形で添加し、
第１表に示す組成の合金鋳魂を得た。 これを軽く面剥したのち、熱間圧延により８mm
φの荒引線とし、直ちに冷却した。 なお、一部の試料はこの段階で800℃から水焼
入れした。 しかる後に冷間伸線と２度の中間焼鈍を実施し
て直径0.20mmφと0.25mmφの線材とした。 さらにこれを600℃の管状炉中を直線形状で通
過させ、冷却後巻取りワイヤカツト放電加工用電
極線とした。 従来例としては黄銅線（Cu−Zn合金）を、お
よび比較例としてはこの発明の請求の範囲外の組
成の電極線を用いた。 なお第１表には伸線加工性についても記載し
た。

【表】 上記で得られた電極線について放電加工速度、
引張り強度などをテストした結果は第２表の通り
である。

【表】 上表から、この発明の電極線はワイヤ放電加工
速度にすぐれた、また高張力付与に有利な高強度
を有し、かつ直線性にすぐれているため自動結線
も容易であることが認められた。 以上説明したように、この発明によれば、黄銅
にTiまたはTiおよびBeを一定量含有させたの
で、合金強度がさらに一段と高まり、電極線を細
線化しても大きい抗張力が得られると共に、熱処
理されても電極線の高強度を維持しつつ十分な直
線性を得ることができ、さらに、被加工物との間
で均一かつ安定した放電を発生させることができ
るので、放電速度の増大と被加工物の表面の肌荒
れ防止を図ることができるという重量効果を奏す
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Zn10〜40重量％と、TiまたはTiおよびBeを
   0.05〜３重量％を含有し、残部が本質的にCuより
   なることを特徴とするワイヤカツト放電加工用電
   極線。